Nuevo método para detectar el cáncer a partir de un análisis de sangre

Investigadores de la Universidad de Stanford han desarrollado un nuevo método de detección del cáncer basado en la administración de moléculas circulares de ADN de diseño que promueven la liberación de sustancias específicas por parte de las células tumorales que pueden ser detectadas en la sangre. La prueba de concepto ha sido llevada a cabo en un modelo en ratón y los prometedores resultados publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

El método consiste en introducir, mediante una inyección sistémica en el organismo, moléculas de ADN circular artificiales en las que se coloca un gen que codifica para una proteína denominada reportera, bajo el control de una región promotora de la expresión reconocida por una proteína producida de forma específica por las células tumorales. Concretamente, la proteína que actúa como reportero, es decir, la que se va a detectar, es la fosfatasa alcalina embrionaria. Esta proteína presenta muchas ventajas para ser utilizada como reportera: debido a ser una versión modificada de una proteína humana, su potencial para dar lugar a una respuesta inmune no deseada es bajo, y además existen múltiples pruebas de detección altamente sensitivas que pueden ser adaptadas para su utilización en el ámbito clínico. Por otra parte, la proteína survivina, que controla la expresión del gen reportero mediante su unión a una secuencia de ADN promotora en la molécula de ADN sintético, es una proteína que se expresa en múltiples tipos de cáncer como el melanoma, cáncer de hígado, de mama o de colon, pero que no está presente a niveles detectables en el tejido sano adulto. Esta característica la hace muy conveniente para considerar que su presencia es indicativa de la existencia de un tumor. Con estos componentes, la idea básica es que, una vez las moléculas de ADN circular sean inyectadas en la sangre, se distribuirán por todo el organismo y allí donde exista un tumor, en las células tumorales que lo forman y sintetizan survivina, ésta se una a la región del minicírculo de ADN que controla la expresión de la proteína fosfatasa alcalina embrionaria y activará su producción. La proteína fosfatasa alcalina embrionaria será secretada al torrente sanguíneo por parte de las células tumorales y su actividad podrá ser detectada al analizar una muestra de sangre.

Mediante este sistema, el equipo de investigadores, dirigido por Sanjiv “Sam” Gambhir, director del Centro Canary de Stanford para la Detección Temprana del Cáncer, consiguió, cuarenta y ocho horas después de inyectar los minicírculos de ADN, detectar la presencia de fosfatasa alcalina embrionaria en la sangre de ratones con tumores. Los niveles de fosfatasa alcanzaron un máximo a los tres días después de la inyección y pasaron a ser indetectables una semana más tarde.

Similar a las estrategias utilizadas en terapia génica, la utilización de minicírculos de ADN se considera una aproximación más segura para plantearla en humanos, debido a que estas moléculas no se pueden autoreplicar, su capacidad de integrarse en el genoma humano es muy reducida y son más resistentes a la degradación. Los investigadores indican también que el sistema es susceptible de ser modificado para utilizar otros protocolos de introducción de las moléculas de ADN en el organismo que pudieran favorecer su integración únicamente en las células tumorales. Del mismo modo, aunque está diseñado para detectar la presencia de células tumorales sin distinguir el tipo de cáncer, la utilización de promotores específicos de tumores podría permitir identificar el tumor. Otra variación sería utilizar proteínas reporteras diferentes que no fueran secretadas al torrente sanguíneo y pudieran visualizarse en su lugar de producción, marcando la localización del tumor.

El sistema de los minicírculos de ADN que inducen la expresión de una proteína detectable únicamente en las células tumorales elimina una de las limitaciones en el desarrollo de biomarcadores endógenos para el cáncer, como puede ser el hecho de que las células no tumorales expresen también el biomarcador. Además, poder hacer la detección en una muestra de sangre, independientemente de la localización del tumor, sería una gran ventaja. A pesar de algunas limitaciones técnicas que quedan por resolver, los investigadores que han desarrollado esta nueva estrategia confían en poderla trasladar a humanos. “Queremos trasladar esta estrategia a humanos, por lo que la hemos diseñado para que sea de la forma más efectiva, segura y conveniente,” indica Gambhir, quien plantea que en el futuro debería ser posible modificar el método de administración de los minicírculos y utilizar una pastilla en lugar de una inyección. Gambhir estima que resolver los problemas necesarios para conseguir introducir los minicírculos en forma de píldora podría ser cosa de pocos años. No obstante, el investigador reconoce que trasladar todo el sistema a humanos podría llevar más tiempo.

Referencia: Ronald JA, et al. Detecting cancers through tumor-activatable minicircles that lead to a detectable blood biomarker. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Feb 23. pii: 201414156.

Fuente: http://med.stanford.edu/news/all-news/2015/02/customized-dna-rings-aid-early-cancer-detection-in-mice.html

Foto: ADN. Imagen: Ynse (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)